DE2544609B2

DE2544609B2 - Einrichtung zum Beeinflussen der Endlänge eines Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2544609B2
Application number: DE2544609A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Kautex Werke Reinold Hagen 5300 Bonn-Holzlar GmbH
Current assignee: Kautex Werke Reinold Hagen 5300 Bonn-Holzlar GmbH
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1975-10-06
Publication date: 1978-10-19
Also published as: US4338071A; CH605081A5; IT1073890B; FR2327064B1; DE2544609A1; GB1560423A; FR2327064A1; DE2544609C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beeinflussen der Endlänge eines Vorformlinges aus thermoplastischem Kunststoff, der aus einem mittels eines so Extruders füllbaren und mittels eines Kolbens entleerbaren Strangpreßkopf durch eine spaltartige Öffnung extrudierbar ist. Diese Austrittsöffnung ist im Fall der Herstellung von schlauchartigen Vorformlingen als Ringspalt ausgebildet. Da dies in der Praxis der häufigste Anwendungsfall ist, werden im folgenden immer das Herstellen eines schlauchförmigen Vorformlinges und ein entsprechend ausgebildeter Speicherraum sowie ein ringförmiger Austrittsspalt vorausgesetzt. Allerdings ist die Erfindung auch auf Vorformlinge, die eine andere Gestalt aufweisen, anwendbar, z. B. im Zusammenhang mit dem Strangpressen von band- oder folienartigen Formungen, wobei auch hierbei unterschiedliche Querschnittsformen möglich sind.

Die Verwendung eines Strangpreßkopfes mit Speicherraum, wie sie z. B. durch die DE-OS 17 04 791 und die US-PS 36 11 494 bekannt ist, hat zur Folge, daß das Material diskontinuierlich durch die Austrittsöffnung austritt, und zwar im wesentlichen unter der Einwirkung des Kolbens, der den Speicherraum entleert Dabei wird ein geringer Teil des den Vorformling bildenden Materials auch direkt von dem dem Strangpreßkopf vorgeschalteten Extruder stammen, der beispielsweise bei den Vorrichtungen gemäß den beiden vorstehend genannten Vorveröffentlichungen kontinuierlich arbeitet und somit auch während des die Bildung des Vorformlings bewirkenden Ausstoßvorganges Material in den Strangpreßkopf hineinfördert.

In jedem Fall, also unabhängig davon, ob das den Vorformling bildende Material ausschließlich aus dem Speicherrraum stammt oder teilweise auch direkt vom Extruder kommend aus dem Strangpreßkopf austritt, ist eine genaue Einhaltung der Länge des Vorformlinges auch bei konstantem Volumen des Speicherraumes in der Praxis kaum zu erreichen. Dies ist im wesentlichen auf Änderungen des Quellverhaltens oder Schwellverhaltens des Materials unmittelbar nach dem Passieren der Austrittsöffnung des Strangpreßkopfes zurückzuführen.

Für die Herstellung eines einwandfreien Endproduktes, beispielsweise einer Flasche, eines Kanisters od. dgl, ist es erforderlich, daß der aus dem Strangpreßkopf ausgepreßte Vorformling eine Mindestlänge aufweist. Andererseits sollte eine bestimmte Länge nicht überschritten werden, da sonst mehr Material als notwendig verbraucht wird. Bei den üblichen Blasformen wird das überschüssige Material durch die Blasform und/oder die Zuführungseinrichtung für das Druckmittel, z. B. einen Blasdorn, abgequetscht. Bei zu langem Vorformling entsteht dabei mehr Abfall als unbedingt notwendig ist, wodurch sich die Herstellung zwangsläufig verteuert

Ein weiterer Umstand, der das Einhalten der richtigen Länge des Vorformlinges notwendig macht, ist die Tatsache, daß heute vielfach die Wanddicke des Vorformlinges nach einem vorgegebenen Programm geregelt wird. Dies geschieht durch Änderung der Spaltbreite der Austrittsöffnung während des Auspressens. Bei größerer Spaltbreite nimmt die Wanddicke zu; bei kleinerer Spaltbreite ergibt sich eine geringere Wanddicke. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, den Vorformling über seine Länge mit unterschiedlichen Wanddicken zu versehen, wobei die Lage der einzelnen Wanddickenbereiche bestimmten Erfordernissen, die sich aus dem Enderzeugnis ergeben können, angepaßt ist. Die Programmierung der Wanddicke und damit die dazu erforderliche Verstellung der Spaltbreite der Austrittsöffnung werden normalerweise in Abhängigkeit vom Hub des Kolbens geregelt, der den Speicherraum entleert, wobei von einer normalen Länge des Vorformlinges und einer bestimmten Lage desselben relativ zur Blasform ausgegangen wird. Bei Änderung der Länge des Vorformlinges erfahren auch die einzelnen Bereiche mit bestimmter Wanddicke entsprechende Änderungen ihrer relativen Lage entlang der Längsachse des Vorformlings, so daß im Endergebnis die einzelnen Bereiche nicht mehr die richtige Position relativ zur Blasform und dem darin befindlichen Formnest einnehmen. Die Regelung der Wanddicke nach einem vorgegebenen Programm ist in »Plastverarbeiter« (23) 1972, Heft 1, Seite 56 sowie »Plastverarbeiter« (25) 1974, Heft 10, Seite 637, beschrieben. Darüber hinaus werden in der DE-OS 19 00 532 und in der DE-OS 19 34 284 die Schwierigkeiten erörtert, die bei Änderung der Länge des Vorformlinges bezüglich der relativen Lage der

programmierten Wanddickenverteilung entlang der Längsachse des Vorformlinges entstehen können. In beiden Vorveröffentlichungen wird zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten vorgeschlagen, daß die programmierten Wanddickenänderungen in Abhängigkeit von der wahren Länge des Vorformünges erfolgen, wobei diese Länge durch Abtasten des Endes des Vorformlinges während des Extrusionsvorganges laufend ermittelt wird. Die Endlänge des Vorformlinges bleibt davon jedoch unberührt. Außerdem ist in allen bekannten Fällen ein Strangpreßkopf für die kontinuierliche Extrusion vorgesehen, bei dem also die Entleerbarkeit mittels eines Kolbens entfällt. Bei einem derartigen Strangpreßkopf treten die vorerwähnten Schwierigkeiten und Probleme nicht oder jedenfalls in anderen Zusammenhängen auf.

Es ist darüber hinaus bekannt, bei der Herstellung von Vorformlingen unter Verwendung eines mittels eines Extruders füllbaren und mittels eines Kolbens entleerbaren Strangpreßkopf die Länge des Vorformlinges beispielsweise durch eine Fotozelle abzutasten und die dabei gewonnenen Daten zur Regelung des Betriebes der die Vorformlinges herstellenden Einrichtung zu verwenden. Dies geschieht in der Weise, daß Abweichungen von einer vorgegebenen Soll-Länge des Vorformlinges dazu benutzt werden, das Volumen des Speicherraumes entsprechend zu ändern. Bei zu kurzem Vorformling wird im Verlauf der folgenden Arbeitszyklen mehr, bei zu langem Vorformling weniger Material im Speicherraum gespeichert. Diese Anpassung kann ohne Schwierigkeiten dadurch erfolgen, daß die Ausgangslage des Kolbens entsprechend geändert wird. Die Änderung des Volumens des Speicherraumes zwecks Regulierung der Länge des Vorformlinges hat zur Folge, daß die für einen Vorformling benötigte Materialmenge von Vorformling zu Vorformling Änderungen erfährt. Dies ist unvorteilhaft, zumal es unvermeidbar ist. daß in vielen Fällen mehr Material verwendet wird als an sich notwendig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Zeit, die für das Füllen des Speicherraumes benötigt wird, in Abhängigkeit vom jeweils eingestellten Volumen schwankt, es sei denn, daß dagegen besondere Vorkehrungen getroffen werden. Jedenfalls ist diese bekannte Art der Regulierung der Länge des Vorformlinges nicht geeignet, die Qualität des Endproduktes und/oder die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens zu verbessern. Diese das Volumen des Speicherraumes beeinflussenden bekannten Einrichtungen lassen die Tatsache unberücksichtigt, daß Änderungen der Länge des Vorformlinges kaum oder jedenfalls nicht in wesentlichem Maße auf Änderungen der Dichte des thermoplastischen Kunststoffes zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß die vorerwähnten Nachteile vermieden werden. Insbesondere wird angestrebt, daß das Volumen des Speicherraumes und damit die für jeden Vorformling benötigte Materiallänge konstant bleibt. Darüber hinaus wird angestrebt, den Zeitraum, der in jedem Arbeitszyklus für das Füllen des Speicherraumes benötigt wird, so konstant wie möglich zu halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Ist-Länge des Vorformlinges mit dessen Soll-Länge vergleichbar ist und daß in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Spaltbreite der Austrittsöffnung zur Regulierung der Endlänge des Vorformlinges verstellbar ist.

Die Lehre gemäß der Erfindung trägt der bereits erwähnten Tatsache Rechnung, daß Längenänderungen des Vorformlinges bei konstantem Volumen des Speicherraumes im wesentlichen nur auf Änderungen des Queilverhaltens oder SchweKverhaltens des thermosplastischen Materials unmittelbar nach dem Passieren der Austrittsöffnung des Strangpreßkopfes zurückzuführen sind, die durch eine entsprechende Änderung der Spaltbreite der Austrittsöffnung ausgeglichen

ίο werden können. Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, daß bei Verwendung der Lehre gemäß der Erfindung die Vorformlinge und damit auch die Endprodukte ein einheitliches Gewicht aufweisen.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Spaltbreite der Austrittsöffnung erst nach Überschreiten eines vorher bestimmten Toleranzbereiches in bezug auf die Längenänderung des Vorformlinges verstellbar ist.

Selbstverständlich besteht auch bei der Einrichtung gemäß der Erfindung die Möglichkeil, daß die Spaltbreite der Austrittsöffnung während des Auspressens des Vorformlinges zusätzlich nach einem bestimmten Programm zur Regulierung der Wanddicke des Vorformlinges verstellbar ist, so daß zwei Reguliervorgänge einander überlagern: Einmal erfolgt die Einstellung eines Grundspaltes, die der Längenregulierung des Vorformlinges dient. Zum anderen wird die Gesamtspaltbreite während des Auspreßvorganges in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm geändert, und zwar zur Erzielung einer bestimmten Wandstärkenverteilung des Vorformlinges. Dabei besteht die Möglichkeit, die sich aus der Wanddicken-Programmierung ergebende Änderung des Spaltes einfach zum Grundspalt zu addieren. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die sich aus dem jeweiligen Wanddickenprogramm während des Auspreßvorganges ergebenden Änderungen der Spaltbreite proportional zum jeweiligen Gesamtspalt auf den Grundspalt aufzubringen. In Anbetracht des vorstehend erörterten Standes der Technik wird für die Möglichkeit, die Spaltbreite der Austrittsöffnung während des Auspressens des Vorformlinges zusätzlich nach einem bestimmten Programm zur Regulierung der Wandstärke des Vorformlinges zu verstellen, nur Schutz im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch der Anmeldung begehrt.

Weiterhin sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, daß zur Berücksichtigung des während des Ausstoßhubes des Kolbens von der Schnecke des Extruders in den Strangpreßkopf geförderten Materials die Drehzahl der Schnecke in Abhängigkeit von der Füllzeit des Speicherraumes steuerbar ist. Das Ausmaß der Drehzahländerung der Schnecke ist vorteilhaft abhängig von dem Ausmaß der Abweichung des Zeitpunktes, an dem

^r>5 der Füllvorgang beendet ist, von einem vorgegebenen Zeitpunkt, der sich aus dem überwiegend zeitstarren steuerbaren Bewegungszyklus der Blasform ergibt. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß nicht nur die Länge des Vorformlinges über eine entsprechende

ho Verstellung des Grundspaltes der Austrittsöffnung reguliert wird. Vielmehr weisen auch die Zeitabschnitte aufeinanderfolgender Zyklen, die für das Füllen des Speicherraumes und damit für das Herstellen des Vorformlinges benötigt werden, so geringe Schwankun-

b5 gen auf, daß bei normalen Betriebsbedingungen praktisch von einer konstanten Zeitdauer gesprochen werden kann.

Zweckmäßie ist im Beweeuneszvklus der Blasform

eine Wartezeit unmittelbar vor dem Schließen der Blasform vorgesehen. Diese Wartezeit berücksichtigt unvermeidbare Schwankungen in bezug auf die vom Extruder in der Zeiteinheit gelieferte Materialmenge.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 im Schema die Vorrichtung mit zugehörigen Steuereinrichtungen,

Fig.2 einen Ausschnitt aus Fig. 1, wobei einige der miteinander zusammenwirkenden Teile eine andere Position einnehmen,

F i g. 3 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Korrektur der Drehzahl des Extruders von der Zeitdauer erläutert, die für das Füllen des Speicherraumes im Strangpreßkopf benötigt wird.

Die in F i g. 1 der Zeichnung im Schema dargestellte Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material im Blasverfahren weist einen Extruder 10 auf, dessen Schnecke 11 durch einen Motor 12 angetrieben wird. Das thermoplastische Material wird dem Extruder 10 über einen Trichter 13 zugeführt. Dem Extruder 10 ist ein Strangpreßkopf 14 nachgeschaltet, der im wesentlichen aus einem Gehäuse 15, einem stationären Dorn 16, einem darin koaxial und axial verschiebbar angeordneten Kern 17, einem Speicherraum 18 sowie einem als Ringkolben ausgebildeten Kolben 19 besteht, der ebenfalls axial hin- und herverschiebbar ist. Der Kern 17 stellt an seinem unteren Ende die innere Begrenzung einer ringspaltförmigen Austrittsöffnung 20 dar. Im oberen Endbereich ist der Kern 17 mit einem Kolben 21 versehen, der innerhalb eines Zylinders 22 geführt ist. Die Zu- und Ableitungen für das normalerweise hydraulische Druckmittel sind mit 23 und 24 bezeichnet.

Der Kolben 19 ist mittels über seinen Umfang verteilt angeordneten Bolzen 25 od. dgl. mit der Kolbenstange 26 eines Kolbens 27 verbunden, der in einem Zylinder 28 verschiebbar angeordnet ist. Zu- und Ableitungen 29 und 30 sind für das im allgemeinen hydraulische Druckmittel vorgesehen.

Das Gehäuse 15 des Strangpreßkopfes 14 ist mit einer Eintrittsöffnung für das thermoplastische Material versehen, das über zwei einander gegenüberliegende, sich nach unten verbreiternde Kanäle 32 in eine ringförmige Querschnittsform gebracht wird und über den Zwischenkanal 33 in den Speicherraum 18 strömt und dabei den Kolben 19 nach oben bis in seine obere in Fig.2 dargestellte Endlage verschiebt. Die Konstruktion des Strangpreßkopfes kann insoweit mit dem Gegenstand der DE-OS 17 04 791 und dem der US-PS 36 11 494 übereinstimmen.

Unterhalb des Strangpreßkopfes 14 ist eine aus zwei Formhälften 34a, 346 bestehende Blasform 34 angeordnet, der ein Dorn 35 zugeordnet ist. Letzterer dient der Zufuhr eines Druckmittels, durch den der Vorformling 31 bis zur Anlage an der inneren Wandung der geschlossenen Blasform 34 aufgeweitet wird. Die Zufuhr das Druckmittels erfolgt über eine Bohrung 36 im Dorn 35.

Die Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß das im kontinuierlich laufenden Extruder 10 plastifizierte Material zunächst durch die Kanäle 32 und die Zwischenkanäle 33 in den ringförmigen Speicherraum

18 gebracht wird, wobei mit fortschreitender Füllung des Speicherraumes 18 der Kolben 19 nach oben in die Lage gemäß F i g. 2 verdrängt wird. Sobald der Kolben

19 seine — einstellbare — obere Position erreicht hat, wird über geeignete bekannte Mittel der Kolben 27

durch die Leitung 29 beaufschlagt mit dem Ergebnis, daß der Kolben 19 nach unten in seine in Fi g. 1 dargestellte untere Endlage bewegt wird. Dabei wird das im Speicherraum 18 befindliche thermoplastische Material durch die Austrittsöffnung 20 in Gestalt eines schlauchförmigen Vorformlinges 31 ausgepreßt, und zwar zwischen die beiden Formhälften 34a, 346 der zu diesem Zeitpunkt zumindest teilweise geöffneten Blasform 34. Danach wird — ausgelöst durch Steuerimpulse, deren Entstehung noch zu beschreiben sein wird — die Blasform 34 um den Vorformling 31 geschlossen, nachdem oder bevor der Dorn 35 in das untere Ende des Vorformlinges 31 eingefahren worden ist bzw. wird. Alsdann wird der Vorformling 31 aufgeweitet. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Zuführung für das Druckmittel anders auszubilden und/oder an einer anderen Stelle, z. B. oberhalb der Blasform 34, anzuordnen.

Alle diese Möglichkeiten und Maßnahmen sind bekannt, so daß sie nicht näher beschrieben zu werden brauchen. Nach dem Aufweitvorgang bleibt der resultierende Hohlkörper noch eine bestimmte Zeitspanne innerhalb der Blasform 34, die für die Abkühlung und Verfestigung des thermoplastischen Materials benötigt wird. Alsdann wird die Blasform 34 geöffnet. Der fertige Hohlkörper, an dem sich vielleicht noch einige Abfallteile befinden, wird aus der Blasform 34 herausgenommen, so daß letztere nunmehr für die Aufnahme des nächstfolgenden Vorformlinges 31 bereit ist. Diese Situation ist in F i g. 2 dargestellt, wobei jedoch die beiden Formhälften 34a, 346 bereits einen Teil des Schließweges zurückgelegt haben.

Unterhalb der Blasform 34 ist eine Fotozelle 38 so angeordnet, daß die ihr zugeordnete Lichtschranke 37 durch das untere Ende des Vorformlinges 31 unterbrochen wird, sobald dieser Soll-Länge erreicht hat. Ferner ist dem Kolben 19 ein Positionsanzeiger 39 zugeordnet, dessen Bewegungen von denen des Kolbens 19 abhängig sind. Dieser Positionsanzeiger 39 ist in der Lage, in den beiden Endpositionen des Kolbens 19 über Signalgeber 40, 41 Signale auszulösen. In der unteren Stellung des Kolbens 19 und damit des Positionsanzeigers 39 löst letzterer über den Signalgeber 40 ein Signal aus, welches besagt, daß der das Ausstoßen des im Speicherraum 18 befindlichen Materials bewirkende Hub des Kolbens 19 nach unten, also in Richtung auf die Austrittsöffnung 20, und damit die Bildung des Vorformlinges 31 beendet sind. Dieses vom Signalgeber 40 kommende Signal geht über eine Leitung 43 an eine Steuereinrichtung 44, die ein Ventil 45 steuert, welches in die Leitungen 46, 47 eines Zylinders 48 eingeschaltet ist. Der in letzterem geführte Kolben 49 bewirkt das öffnen und Schließen der Blasform 34 durch entsprechende Bewegungen der beiden Formhälften 34a, 346. Das vom Signalgeber 40 kommende Signal bewirkt eine Beaufschlagung des Kolbens 49 mit einem durch die Leitung 47 zugeführten Druckmittel, wodurch die Blasform 34 geschlossen wird. Die Formhälfte 34a kann in an sich bekannter Weise indirekt mit dem Kolben 49 verbunden sein. Es besteht auch die Möglichkeit, der Formhälfte 34a einen eigenen Zylinder entsprechend dem Zylinder 48 zuzuordnen, der dann ebenfalls über die Steuereinrichtung 44 gesteuert werden würde.

Weiterhin sind Fotozelle 38 und Signalgeber 40 über jeweils eine Leitung 50,51 mit einer Vergleichseinrichtung 52 verbunden. Diese stellt fest, ob zu dem Zeitpunkt, in welchem der Positionsanzeiger 39 und damit der Kolben 19 die Stellung am Ende des

Ausstoßhubes des Kolbens 19 erreicht haben (Fig. 1), die Lichtschranke 37 durch den Vorformling 31 unterbrochen ist oder nicht. Wenn von der Fotozelle 38 ein Signal in der Vergleichseinrichtung 52 eintrifft, bedeutet dies, daß der Vorformling 31 langer als notwendig ist. Im anderen Fall, wenn kein Signal von der Fotozelle 38 vorliegt, ist der Vorformling 31 zu kurz. In jedem der beiden Fälle wird von der Vergleichseinrichtung 52 ein Signal an einen Programmierer 53 gegeben, welches zu einer Verstellung des Grundspaltes der Austrittsöffnung 20 führt. In diesem Programmierer 53 ist auch ein bestimmtes Programm hinsichtlich der Verteilung der Wanddicke des Vorformlinges 31 über dessen Länge eingestellt.

Zur Verdeutlichung des Sachverhaltes sind in F i g. 1 im Programmierer 53 die beiden gestrichelten Linien 42a, 42b eingezeichnet, die die maximale Breite des Grundspaltes definieren. Die Kurve 54 entspricht dem Programm der Wanddickensteuerung. Die zwischen den beiden Linien 42a und 426 befindliche durchgezogene Linie 42c gibt zusammen mit der Linie 42b die jeweils tatsächlich gegebene Breite des Grundspaltes und zusammen mit der Kurve 54 die jeweils tatsächlich gegebene Breite des Gesamtspaltes an. Die Breite des letzteren erfährt während des Auspreßvorganges Änderungen entsprechend dem Verlauf der Kurve 54. Eine Korrektur im Sinne einer Vergrößerung des Grundspaltes — und damit auch des jeweiligen Gesamtspaltes — hätte somit ein Verschieben der Linie 42c in Richtung auf die gestrichelte Linie 42a zur Folge. Eine Verschiebung in umgekehrter Richtung, also in Richtung auf die gestrichelte Linie 42b, hätte eine entsprechende Verringerung der Breite des Grundspaltes und damit auch des jeweiligen Gesamtspaltes zur Folge.

Zwischen Vergleichseinrichtung 52 und Programmierer 53 ist noch ein Element 55 eingeschaltet, auf welchem die Größe der einzelnen Korrekturschritte einstellbar ist. Die Wanddickenverteilung über die Länge des Vorformlinges 31 entspricht normalerweise der Kontur des Fertigproduktes, z. B. derart, daß dort, wo das Material beim Aufweitvorgang innerhalb der Blasform 34 seine größte Strecke erfährt, die Wandstärke des Vorformlinges 31 größer gewählt wird als dort, wo das Ausmaß der Streckung geringer ist. Es ist aber auch durchaus möglich, daß andere Erwägungen für die Einstellung der Wandstärke maßgeblich sind.

Über den oberen Signalgeber 41 wird, wenn der dem Kolben 19 zugeordnete Positionsanzeiger 39 seine obere Endlage einnimmt, ein Signal ausgelöst, daß der Speicherraum 18 vollständig gefüllt ist. Im allgemeinen werden der Positionsanzeiger 39 und/oder die beiden Signalgeber 40 und 41 verstellbar angeordnet sein, damit das System an das für die Herstellung eines bestimmten Hohlkörpertyps notwendigen Speichervolumen angepaßt werden kann.

Ein weiterer Positionsanzeiger 57 ist dem Kolben 21 des die Austrittsöffnung 20 innenseitig begrenzenden Kernes 17 zugeordnet. Dieser Positionsanzeiger 57 wirkt mit einem z. B. als Potentiometer ausgebildeten Positionsgeber 58 zusammen, der über eine Leitung 59 mit einer Regeleinrichtung 60 verbunden ist. Letztere ist über Leitungen 61 und 62 mit dem Programmierer 53 bzw. einem in die Leitung 23 und 24 eingeschalteten Servoventil 63 verbunden.

Das im Programmierer 53 entsprechend der Kurve 54 in bezug auf die Wandstärke des Vorformlinges 31 eingestellte Programm wird in Abhängigkeit vom Ausstoßhub des Kolbens 19 abgefahren. Diese Abhängigkeit wird über die Leitung 56 hergestellt, die einerseits mit einem z. B. als Potentiometer ausgebildeten Positionsgeber 64, mit welchem der Positionsanzeiger 39 des dem Speicherraum 18 zugeordneten Kolbens 19 zusammenwirkt und andererseits mit dem Programmierer 53 verbunden ist. Die Regeleinrichtung 60 vergleicht die über Positionsanzeiger 57 und Positionsgeber 58 od. dgl. eingegebene tatsächliche Lage des Kernes 17 mit dessen Soll-Lage, die sich aus der Position des Kolbens 19 und dem Verlauf der Kurve 54 des Programmierers 53 ergibt. Bei Abweichungen der Ist-Lage von der Soll-Lage werden entsprechende Signale auf das Servoventil 63 gegeben, die zu einer Korrektur der Position des Kernes 17 und damit der Breite des Spaltes führen, der die Austrittsöffnung 20 bildet.

Auf die vorbeschriebene Weise ist es ohne weiteres möglich, bei konstantem Volumen des Speicherraumes 18 und des Vorformlinges 31 die Länge des letzteren zu regulieren, so daß eine wirtschaftliche Fertigung des Endproduktes erreicht wird, da dieses nicht mehr Material enthält als zu seiner Funktion notwendig ist, ohne daß zugleich eine Qualitätsverringerung des Endproduktes in Kauf genommen werden müßte. Wesentlich ist vor allem, daß, da es sich bei der Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff immer um große Stückzahlen handeln wird, die einzelnen Exemplare einer Groß-Serie immer die gleiche Beschaffenheit und somit auch die gleiche Qualität aufweisen.

Es war bereits erwähnt worden, daß nach dem Schließen der Blasform 34 um den Vorformling 31 dieser zunächst aufgeweitet wird, worauf das resultierende Erzeugnis eine Abkühlung erfährt, die zu einer Verfestigung des thermoplastischen Kunststoffes führt. Danach kann die Blasform 34 geöffnet werden, um das Fertigerzeugnis zu entnehmen. Diese Vorgänge, also Aufblasen des Vorformlinges 31 und Kühlen des resultierenden Erzeugnisses, werden durchweg zeitstarr gesteuert. Nachdem der soeben hergestellte Hohlkörper aus der Blasform 34 entfernt worden ist, können die Formhälften 34a, 346 in eine Warteposition gebracht werden, die in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. D. h., daß

4S die beiden Formhälften 34a, 346 so weit einander genähert werden, daß der Abstand gerade ausreicht, um den nächsten Vorformling 31 aufnehmen zu können. Dies, also das Einnehmen der vorerwähnten Warteposition, hat den Vorteil, daß der Schließweg, den die Formhälften 34a, 34b dann noch zurückzulegen haben, um die Blasform 34 vollständig zu schließen, sehr kurz ist und somit wenig Zeit in Anspruch nimmt.

Während des Zeitabschnittes, der für das Schließen der Blasform 34, das Aufweiten des Vorformlinges 31 zum Fertigerzeugnis, dessen Abkühlung und Entfernen aus der Blasform 34 erforderlich ist, wird der Speicherraum 18 des Strangpreßkopfes 14 für die Herstellung des nächsten Vorformlinges 31 wieder mit thermoplastischem Material gefüllt. Dabei wird angestrebt, daß die Zeit, die für diesen Füllvorgang erforderlich ist, so genau wie möglich übereinstimmt mit der Zeit, die für das Ablaufen der vorerwähnten Vorgänge im Zusammenhang mit der Herstellung des Fertigerzeugnisses benötigt wird.

b5 Es ist notwendig, aufgrund der üblichen und nicht vermeidbaren Schwankungen in bezug auf die vom Extruder 10 in der Zeiteinheit gelieferte Menge an thermoplastischem Material der Blasform 34 im

Rahmen des üblichen Arbeitszyklus eine gewisse Wartezeit zuzuordnen, die so zu wählen ist, daß sie einerseits die Produktivität der Gesamteinrichtung nicht oder jedenfalls in keinem ins Gewicht fallenden Ausmaß beeinträchtigt, andererseits jedoch die unvermeidbaren Schwankungen der Ausstoßleitung des Extruders 10 berücksichtigt. Es ist jedoch auch mit der Möglichkeit zu rechnen, daß die Schwankungen in bezug auf die vom Extruder 10 ausgestoßene Materialmenge so groß sind, daß sie zu Störungen im normalen Betriebsablauf führen, sei es dadurch, daß der Speicherraum 18 zu früh gefüllt und damit der Vorformling 31 zu früh ausgestoßen wird, sei es dadurch, daß der Speicherraum 18 erst mit erheblicher Verzögerung gefüllt wird und der Vorformling 31 entsprechend spät seine Soll-Länge erreicht. Der letztgenannte Fall würde lediglich dazu führen, daß die Blasform 34 später als an sich vorgesehen geschlossen wird, da der Schließvorgang jedenfalls erst dann einsetzt, wenn das Ausstoßen des Vorformlinges 31 beendet, also der Signalgeber 40 durch den Positionsanzeiger 39 beeinflußt wird. Im erstgenannten Fall, also bei zu hoher Arbeitsgeschwindigkeit des Extruders 10 und damit bei wesentlich früherer Entleerung des Speicherraumes 18 würde eventuell der Vorformling 31 bereits durch die Austrittsöffnung 20 ausgepreßt werden, bevor die Blasform 34 in der Lage ist, diesen Vorformling 31 aufzunehmen. Um derartige Unregelmäßigkeiten weitgehend auszuschließen und die Wartezeit zu verkürzen, sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel folgende Vorkehrungen getroffen:

In dem in Abhängigkeit von der Zeit oder jedenfalls .zeitstarr gesteuerten Gesamtzyklus in bezug auf die Bewegungen der Blasform 34 ist eine Wartezeit eingeplant. Gemäß der Darstellung der F i g. 3 bezeichnet Ti den Soll-Zeitpunkt im Ablauf eines Arbeitszyklus, zu welchem bei absolut regelmäßigem und geplantem Ablauf der Dinge die Blasform 34 geschlossen wird und dabei den Vorformling 31 ergreift und einschließt. D. h., daß bei theoretisch genauem Ablauf des Arbeitszyklus die Blasform 34 im Soll-Zeitpunkt Tl für die Aufnahme des Vorformlings 31 bereit sein müßte. Da jedoch ein derartig präziser Ablauf der einzelnen Schritte eines Arbeitszyklus praktisch niemals erreicht werden kann, ist in den Arbeitszyklus die bereits erwähnte Wartezeit der Blasform 34 eingeplant, und zwar dann, wenn die Blasform 34 in der in F i g. 2 dargestellten Bereitschaftsstellung sich befindet. Die Blasform 34 nimmt bereits zum Zeitpunkt TO (F i g. 3), also kurze Zeit vor dem Soll-Zeitpunkt Tl, ihre Wartestellung ein, in der sie für die Aufnahme des Vorformlinges 31 bereit ist. Sie kann somit vom Zeitpunkt TO an geschlossen werden, sobald ein entsprechendes Signal vom Signalgeber 40 kommt. Mithin wird, wenn der Vorformling 31 vor dem Soll-Zeitpunkt Tl ausgestoßen wird, auch die Blasform 34 vorher geschlossen werden. Da ein Schließen der Blasform 34 vor dem Soll-Zeitpunkt Tl bedeutet, daß der Speicherraum 18 schneller gefüllt wird als dies vorgesehen ist, hat ein Schließvorgang, der in der Zeitspanne zwischen TO und Tl liegt, eine Regelung der Drehzahl der Schnecke 11 im Sinner einer Verlangsamung zur Folge.

Die absolute Länge der Wartezeit TO bis Tl wird auch von der Größe der jeweiligen Vorrichtung und damit auch von der Größe der herzustellenden Hohlkörper abhängen, da im allgemeinen die für einen Arbeitszyklus notwendige Zeitspanne mit größer werdendem Vorformling 31 und damit größer werdendem Enderzeugnis zunimmt.

Es ist natürlich auch möglich, daß der Vorformling 31 erst nach dem Zeitpunkt Tl ausgestoßen wird. In diesem Fall sieht das in der Zeichnung (Fig. 1 und 3) dargestellte Ausführungsbeispiel zwei Möglichkeiten vor. Solange der Zeitpunkt, in welchem die Blasform 34 geschlossen wird, nur um eine durch den Zeitpunkt T2 bestimmte sehr kurze Zeitspanne später liegt als der

ίο Zeitpunkt Tl, erfolgt keine Beeinflussung der Drehzahl der Schnecke 11. Wenn jedoch der Zeitpunkt, in welchem die Blasform 34 durch ein entsprechendes Signal vom Signalgeber 40 oder auch von der Fotozelle 38 geschlossen wird, später liegt als der vorher

•5 bestimmte Zeitpunkt T2, erfolgt eine Regelung der Drehzahl der Schnecke 11 im Sinne einer Beschleunigung derselben. Die eingeplante Zeitspanne Tl und T2, in welcher keine Drehzahlbeeinflussung der Schnecke 11 erfolgt, soll verhindern, daß die Drehzahl der Schnecke 11 praktisch bei jedem Arbeitszyklus eine Änderung erfährt.

Die für diese Regelung benutzte Einrichtung 66 ist mit einem Zeitzähler 67 versehen, dem zwei Zeitglieder 68, 69 parallel nachgeschaltet sind, von denen das Zeitglied 68 auf den Zeitpunkt Tl und das Zeitglied 69 auf den später liegenden Zeitpunkt T2 eingestellt sind. Diesen beiden Zeitgliedern 68 und 69 ist jeweils ein Vergleichselement 70 bzw. 71 nachgeordnet, wobei auch eine vom Signalgeber 41 kommende Leitung 65 mit

Μ diesen beiden Vergleichselementen 70 und 71 verbunden ist. Der Zeitzähler 67 ist über eine Leitung 72 mit einem Schalter 73 od. dgl. 73 verbunden, der durch die Blasform 34 oder eine der Formhälften 34a bzw. 346 betätigt wird, sobald die Blasform 34 zum Zeitpunkt TO ihre Wartestellung einnimmt. Die dem Schließvorgang folgenden Arbeitsgänge — Aufweiten des Vorformlings 31, Abkühlen des Endproduktes, öffnen der Blasform 34 usw. — können gegebenenfalls ausschließlich zeitabhängig gesteuert werden. Zum Zeitpunkt TO, in welchem

«ο die Blasform 34 bzw. deren Formhälften 34a, 34b ihre Wartestellung einnehmen, wird durch den Schalter 73 od. dgl. über den Zeitzähler 67 ein Signal auf die beiden einstellbaren Zeitglieder 68,69 gegeben, von denen das Signal in die beiden Vergleichselemente 70, 71 gelangt.

Wenn das im Signalgeber 41 ankommende Signal, welches angibt, daß der Speicherraum 18 vollständig gefüllt ist, später eintrifft als die vorgesehene Zeit Tl, die im Zeitglied 68 eingestellt ist, bleibt die Extruderdrehzahl unverändert unter der Voraussetzung, daß

so dieses Signal vor dem im Zeitglied 69 eingestellten Zeitpunkt T2 eintrifft. D. h., daß keines der Vergleichselemente 70 bzw. 71 ein Signal an die nachgeschalteten Glieder weitergibt. Wenn jedoch das Signal vom Signalgeber 41 vor dem Zeitpunkt Tl eintrifft, wird vom Vergleichselement 70 ein diesem nachgeordnetes Schaltglied 74 beaufschlagt, welches über ein geeignetes Zwischenglied, welches z. B. ein Stellmotor, ein Motorpotentiometer od. dgl. sein kann, die Drehzahl des die Schnecke 11 antreibenden Motores 12 verringert.

Wenn das vom Signalgeber 41 kommende Signal später eintrifft, als dem im Zeitglied 69 eingestellten Zeitpunkt T2 entspricht, der die maximale Toleranzzeit begrenzt, löst das Vergleichselement 71 ein Signal aus, welches über das diesem nachgeordnete Schaltglied 77 derart auf das Stellglied 75 einwirkt, daß die Drehzahl des Motors 12 und somit der Schnecke 11 erhöht wird. Das Schaltglied 77 dient der Festlegung der Korrekturgröße, also des Ausmaßes, um welches jeweils bei einem

eine Änderung bewirkenden Signal die Drehzahl des Motors 12 verringert oder vergrößert wird. Irgendwelche vom Signalgeber 41 kommenden Signale, die zwischen den Zeitpunkten 7Ί und T2 liegen, haben — wie bereits gesagt — keinerlei Auswirkungen auf die Drehzahl der Schnecke 11.

Auf diese Weise wird erreicht, daß nicht nur die Länge des Vorformlinges 31 über eine entsprechende Verstellung des Grundspaltes der Austrittsöffnung 20 reguliert wird. Vielmehr ist auch eine Gewähr dafür gegeben, daß der Zeitabschnitt, der für das Füllen des Speicherraumes 18 und damit für das Herstellen des Vorformlinges 31 benötigt wird, so geringe Schwankungen aufweist, daß bei normalen Betriebsbedingungen praktisch von einer konstanten Zeitdauer gesprochen werden kann, die für das Füllen des Speicherraumes 18 bzw. das Herstellen des Vorformlinges 31 benötigt wird.

Wesentlich ist, daß für die gesamten Regel- und Steuereinrichtungen elektronische Bauteile verwendet werden können, die sich im Bedarfsfall auch ohne weiteres in bereits bekannte oder vorhandene elektronische Regel- und Schalteinrichtugen für derartige Vorrichtungen einfügen lassen.

Im übrigen besteht ohne weiteres die Möglichkeit, anstelle der Fotozelle 38 und der ihr zugeordneten Lichtschranke 37, die lediglich zwei Betriebszustände alternativ erfassen kann, andere Einrichtungen zu verwenden, die in der Lage sind, Längenbereiche zu erfassen und zu unterscheiden, so daß es möglich ist, in Bezug auf die Länge des Vorformlinges 31 einen Toleranzbereich od. dgl. vorzusehen. Im Ergebnis bedeutet dies, daß, solange die Länge des Vorformlings 31 innerhalb dieses Toleranzbereiches liegt, eine Änderung der Grundspaltbreite unterbleibt. Erst bei Unter- oder Überschreiten der Grenzen dieses Toleranzbereiches wird der Grundspalt im Sinne der vorstehenden Erläuterung in der einen oder anderen Richtung verändert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Beeinflussen der Endlänge eines Vorformlinges aus thermoplastischem Kunststoff, der aus einem mittels eines Extruders füllbaren und mittels eines Kolbens entleerbaren Strangpreßkopf durch eine spaltartige Öffnung extrudiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Länge des Vorformlings mit dessen Soll-Länge vergleichbar ist und daß in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Spaltbreite der Austrittsöffnung (20) zur Regulierung der Endlänge des Vorformlinges (31) verstellbar ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite der Austrittsöffnung (20) erst nach Überschreiten eines vorher bestimmten Toleranzbereiches in bezug auf die Längenänderung des Vorformlinges (31) verstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite der Austrittsöffnung (20) während des Anpressens des Vorformlinges (31) zusätzlich nach einem bestimmten Programm zur Regulierung der Wanddicke des Vorformlinges (31) verstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung des während des Ausstoßhubes des Kolbens (19) von der Schnecke (11) in den Strangpreßkopf (14) geförderten Materials die Drehzahl der Schnecke (11) in Abhängigkeit von der Füllzeit des Speicherraumes (18) steuerbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Drehzahländerung der Schnecke (U) abhängig ist von dem Ausmaß der Abweichung des Zeitpunktes, an dem der Füllvorgang beendet ist, von einem vorgegebenen Soll-Zeitpunkt (Ti), der sich aus dem überwiegend zeitstarren steuerbaren Bewegungszyklus der Blasform (34) ergibt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungszyklus der Blasform (34) eine Wartezeit (TQ-Ti) unmittelbar vor dem Schließen vorgesehen ist.